KR101929485B1 - 세탁물 처리기기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 세탁물 처리기기는 케이싱; 상기 케이싱 내에 지지되는 외조; 상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되는 내조; 및 일단이 상기 케이싱과 연결되고 타단이 상기 외조와 연결되어 상기 내조의 회전에 의해 유발되는 상기 외조의 진동을 완충하는 완충장치를 포함하고, 상기 완충장치는 상기 케이싱 및 외조 중 어느 하나에 연결되는 실린더; 및 상기 케이싱 및 외조 중 어느 하나와 연결되는 피스톤을 포함하고, 상기 실린더와 상기 피스톤은 상기 외조의 운동에 따라 서로 상대적으로 이동되고, 상기 피스톤을 따라 습동 가능하게 구비되는 습동부재; 및 상기 실린더와 상기 습동부재 사이에 개재되어 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 회전이 가능하게 구비되고, 상기 외조의 진동에 따라 이동될 시, 상기 제 1 회전 위치에서 보다 상기 제 2 회전 위치에서 상기 습동부재에 대해 더 큰 변위 갖는 습동부재 가이드를 더 포함한다

Description

세탁물 처리기기{LAUNDRY TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 세탁물 처리기기에 관한 것이다.
세탁물 처리기기는 케이싱 또는 본체 등의 고정체 내에서 지지되는 외조와, 세탁물을 수용하는 것으로 외조 내에서 회전되는 내조를 구비하여, 세탁, 헹굼, 탈수 또는 건조를 수행하는 장치를 의미한다.
통상의 세탁물 처리기기에는 내조가 회전함에 따라 발생되는 외조의 진동을 완충하기 위한 서스펜션 또는 현가장치가 구비된다. 이러한 서스펜션은 진동 에너지를 흡수하여 진동을 감쇠시키는 기능을 하기는 하나 단순히 진동 에너지를 흡수하기 위한 것이었을 뿐, 진동 특성에 따라 차별화된 대응을 하지는 못하는 한계가 있었다. 예를들어, 세탁물 처리기기의 작동 중, 내조의 회전이 아직 정상상태에 이르지 못한 과도상태에서는 정상상태에 비해 더 큰 진동이 발생하며, 이때에는 충분한 완충력 또는 진동 감쇠력을 제공할 수 있는 수단이 필요하나, 정상상태에서는 안정된 진동 시스템에 변화를 주기 보다는 외조가 자연스럽게 진동할 수 있도록 두어 정상상태가 그대로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.
그러나, 종래의 서스펜션은 단지 외조의 진동이 많이 발생하는 구간, 예를들어 상기 과도진동 구간에서 어떻게 진동을 완충한 것인지만 고려하였을 뿐, 정상상태에서의 진동에 대해서는 고려되지 않았다. 특히, 종래의 서스펜션을 통해서는 정상상태에서 외조의 진동이 캐비닛 등의 주변 구성에 상당부분 전달이 되기 때문에, 세탁물 처리기기가 설치된 바닥을 울리거나, 진동으로 인해 과도한 소음이 발생하는 등의 문제가 있었다.
본 발명이 해결하려고 하는 과제는 외조의 진동량에 대응하여 능동적으로 완충력을 제어할 수 있는 세탁물 처리기기를 제공하는 것이다.
본 발명의 세탁물 처리기기는 케이싱; 상기 케이싱 내에 지지되는 외조; 상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되는 내조; 및 일단이 상기 케이싱과 연결되고 타단이 상기 외조와 연결되어 상기 내조의 회전에 의해 유발되는 상기 외조의 진동을 완충하는 완충장치를 포함하고, 상기 완충장치는 상기 케이싱 및 외조 중 어느 하나에 연결되는 실린더; 및 상기 케이싱 및 외조 중 어느 하나와 연결되는 피스톤을 포함하고, 상기 실린더와 상기 피스톤은 상기 외조의 운동에 따라 서로 상대적으로 이동되고, 상기 피스톤을 따라 습동 가능하게 구비되는 습동부재; 및 상기 실린더와 상기 습동부재 사이에 개재되어 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 회전이 가능하게 구비되고, 상기 외조의 진동에 따라 이동될 시, 상기 제 1 회전 위치에서 보다 상기 제 2 회전 위치에서 상기 습동부재에 대해 더 큰 변위 갖는 습동부재 가이드를 더 포함한다.
본 발명의 세탁물 처리기기는 외조의 진동특성에 따라 그에 적합한 형태의 완충 또는 진동 감쇠 기능을 수행할 수 있어, 더 빠른 시간 내에 시스템을 안정화 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 세탁물 처리기기는 외조의 진동특성에 따라 능동적으로 완충능력을 가변시킬 수 있어 탈수 진입에 소요되는 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 세탁물 처리기기는 외조의 진동이 크게 발생하는 구간에서는 보다 더 큰 완충용량을 제공함으로써, 외조의 진동을 적극적으로 감쇠시킬 수 있고, 그에 따라 케이싱과 외조의 간격이 협소한 구조에서도 외조와 케이싱 간의 충돌을 방지할 수 있으며, 따라서 일정한 크기로 한정된 케이싱 내부 공간에 대해서 보다 큰 외조의 용량을 확보할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 세탁물 처리기기는 정상상태에서 케이싱으로의 진동 전달을 줄임과 아울러, 진동으로 인한 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 완충장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 완충장치의 내부를 절개하여 도시한 것이다.
도 4는 완충장치의 일부분을 확대한 것이다.
도 5a는 습동부재 가이드를 도시한 사시도이다.
도 5b는 습동부재 가이드를 도시한 정면도이다.
도 6은 습동부재를 도시한 정면도이다.
도 7은 습동부재 가이드가 제 1 회전 위치에 있는 상태에서의 완충장치의 절개도이다.
도 8은 습동부재 가이드가 제 2 회전 위치에 있는 상태에서의 완충장치의 절개도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 구성들 간의 제어관계를 도시한 블록도이다.
도 10은 실린더를 절개하여 도시한 것이다.
도 11은도 11은 습동부재의 다른 실시예를 도시한 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기를 도시한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기(1)는 외관을 형성하고 포가 출입할 수 있도록 포 출입홀이 형성된 케이싱(11)과, 상기 포 출입홀을 여닫을 수 있도록 케이싱(11)에 회전 가능하게 설치되는 도어(12)와, 케이싱(11) 내에 배치되는 외조(22)와, 외조(22) 내에 회전 가능하게 구비되어 내측으로 포가 수용되는 내조(24)과, 내조(24) 회전을 위한 구동력을 제공하는 구동부(13)와, 외조(22) 내로 투입되는 세제가 수용되는 세제박스(미도시)와, 사용자부터 각종 제어명령을 입력받는 입력키와 세탁물 처리기기의 작동 상태를 표시하는 디스플레이가 구비된 컨트롤 패널(14)을 포함한다.
외조(22)는 케이싱(11) 내에서 완충장치에 의해 지지된다. 상기 완충장치는 진동 에너지를 흡수하는 장치로, 진동체의 진동에 따라 탄성적으로 변형되었다가 외력 제거 시 원상 복원되는 스프링이나, 진동체의 주기 진동에 대하여 소정의 저항 또는 감쇠력을 발생시켜 주기 진동의 소멸을 앞당기는 댐퍼를 예로 들 수 있다.
본 실시예에 따른 세탁물 처리기기(1)는 완충장치(100) 뿐만 아니라 스프링(15)에 의해서도 완충될 수 있다. 스프링(15)은 외조(22) 상단의 변위에 따라 변형된다. 스프링(15) 역시 넓은 의미에서는 완충장치의 범위 내에 속하기는 하나, 완충장치(100)와의 구별을 위해 스프링이라는 용어를 그대로 사용하였다.
내조(24)는 구동부(13)에 의해 회전된다. 내조(24)는 외조(22)와의 사이에 세탁수가 유동될 수 있도록 복수의 통공이 형성된다. 내조(24) 내벽에는 그 자신의 회전 시 포를 일정 높이로 들어올리는 리프터(25)가 구비될 수 있다.
구동부(13)로부터 발생한 구동력은 밸트(belt) 또는 풀리(pully) 등의 동력 전달 수단을 통해 내조(24)로 전달하는 간접 구동 방식도 가능함은 물론이나, 본 실시예는 구동부(13)의 구동축이 내조(24)의 회전 중심과 동축 상에서 정렬되고, 구동부(13)의 로터와 내조(24)가 일체로 회전되는 직접 구동 방식을 예로 들었다. 특히, 직접 구동 방식의 경우 구동부(13)는 내조(24)의 속도 제어는 물론이고, 정/역회전 구동도 가능한 모터를 포함할 수 있다.
개스킷(28)은 외조(22)와 케이싱(11) 사이를 밀봉한다. 개스킷(28)은 외조(22) 전방의 개구부와 케이싱(11)의 포 출입구 사이에 배치된다. 개스킷(28)은 탄성적으로 변형 가능한 재질로 형성되어, 내조(24)의 회전 시 접철됨으로써 도어(12)로 전달되는 충격을 완화하는 동시에 외조(22) 내의 세탁수가 외부로 누수되는 것을 방지한다. 개스킷(28)에는 내조(24) 내로 세탁수를 분사하는 순환노즐(미도시)이 구비될 수 있다.
또한, 세탁물 처리기기(1)는 외부 수원으로부터 세탁수의 유입을 조절하는 급수밸브(31)와, 급수밸브(31)를 통해 유입된 세탁수가 유동하는 급수유로(32)를 포함할 수 있다.
세제박스는 세탁용 세제, 섬유 유연제 또는 표백제 등의 세탁용 첨가제를 수용하는 것이다. 세제박스는 케이싱(11)의 전면에 인출 가능하게 구비될 수 있다. 케이싱(11) 내측에는 세제박스가 수용되는 세제박스 하우징(33)이 구비될 수 있고, 급수유로(32)를 통해 공급된 세탁수가 세제박스 하우징(33) 내의 세제박스를 경유하며 세제와 함께 혼합되어 급수밸로우즈(34)을 통해 외조(22) 내로 공급된다.
또한, 세탁물 처리기기(1)는 외조(22) 내의 세탁수를 외부로 배출하는 배수밸로우즈(35)과, 배수밸로우즈(35)을 따라 세탁수를 압송하는 펌프(36)와, 펌프(36)에 의해 압송된 세탁수가 외부로 배수되도록 안내하는 배수유로(38)를 더 포함할 수 있다. 실시예에 따라 펌프(36) 작동을 통해 외조(22)내의 세탁수를 순환노즐로 압송하는 것도 가능하고, 이 경우, 펌프(36)와 순환노즐 사이를 연결하는 순환유로(37)가 더 구비될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 완충장치를 도시한 사시도이다. 도 3은 완충장치의 내부를 절개하여 도시한 것이다. 도 4는 완충장치의 일부분을 확대한 것이다. 도 5a는 습동부재 가이드를 도시한 사시도이다. 도 5b는 습동부재 가이드를 도시한 정면도이다. 도 6은 습동부재를 도시한 정면도이다. 도 7은 습동부재 가이드가 제 1 회전 위치에 있는 상태에서의 완충장치의 절개도이다. 도 8은 습동부재 가이드가 제 2 회전 위치에 있는 상태에서의 완충장치의 절개도이다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 완충장치(100)는 피스톤(120)과, 실린더(130)와,습동부재(140)와, 습동부재 가이드(150)와, 습동부재 가이드(150)를 포함한다.
피스톤(120)은 케이싱(11) 및 외조(22) 중 어느 하나에 연결되어 외조(22)의 진동에 따라 이동되고, 실린더(130)는 케이싱(11) 및 외조(22) 중 다른 하나에 연결된다. 외조(22)의 진동에 따라 피스톤(120)과 실린더(130)는 상대적으로 운동한다. 본 실시예에서, 실린더(130)는 외조(22)와 연결되어 외조(22)의 진동에 따라 이동되는데 반하여, 실린더(130)는 케이싱(11)과 연결되어 고정된다. 피스톤(120)을 케이싱(11)과 연결하는 피스톤 연결부(111)와, 실린더(130)를 외조(22)와 연결하는 실린더 연결부(112)가 구비될 수 있다.
완충장치(100)는 완충제어모터(160)를 더 포함할 수 있다. 완충제어모터(160)는 후술하는 습동부재 가이드(150)를 회전시키기 위한 구동력을 제공하는 것으로, 예를 들어, 300g·cm 내지 2,500g·cm의 토크를 발생시키는 DC 모터를 포함할 수 있다. 완충제어모터(160)의 구동력은 후술하는 적어도 하나의 구동 기어(162)에 의해 습동부재 가이드(150)로 전달될 수 있다. 습동부재 가이드(150)에는 구동 기어(162)와 치합되는 종동기어(152)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서 종동기어(152)는 습동부재 가이드(150)의 외주면을 따라 원주방향으로 배열되는 다수개의 기어치를 갖는 평기어이나, 반드시 이에 한정될 필요는 없고, 구동기어(162)로부터 동력을 전달받을 수 있는 범위 내에서 다양한 형태의 실시가 가능함은 물론이다.
습동부재 가이드(150)는 실린더(130)와 습동부재(140) 사이에 개재되되, 완충제어모터(160)의 구동에 따라 제 1 회전 위치(도 7 참조.)와 제 2 회전 위치(도 8 참조.) 사이에서 회전이 이루어지고, 외조(22)의 진동에 따라 이동될 시, 습동부재(140)에 대해 상대적으로 이동할 수 있는 변위가 상기 제 1 회전 위치에서 보다 상기 제 2 회전 위치에서 더 큰 값을 갖는다. 여기서, 상기 변위는 습동부재(140)에 대한 습동부재 가이드(150)의 상대적인 위치를 기준으로 정의되었다. 습동부재 가이드(150)는 테프론 재질로 형성될 수 있다.
습동부재(140)는 피스톤(120)에 외삽될 수 있도록 중공형태로 형성되어, 상기 중공을 형성하는 습동부재(140)의 내주면과 피스톤(120)의 외주면 사이에 마찰력이 작용한다.
습동부재(140)는 외주면(141)으로부터 돌출 형성된 돌기(142)를 포함할 수 있다 (도 6 참조). 돌기(142)는 서로 대칭되는 위치에 한 쌍이 구비될 수 있다. 실린더(130)의 내측에는 돌기(142)가 삽입되어 이동되는 이동홈(135)이 형성될 수 있다. 이동홈(135)는 실린더(130)의 길이 방향을 따라 길게 형성되어, 외조(22)의 진동에 대응하여 습동부재(140)가 이동할 시, 돌기(142)의 움직임을 일정 범위 내에서 허용한다. 이동홈(135)은 돌기(142)의 개수에 대응하여 실린더(130)의 양쪽으로 한쌍이 구비될 수 있다.
이동홈(135)의 폭은 돌기(142)의 폭과 대응하는 너비로 형성될 수 있고, 이 경우 돌기(142)의 움직임은 이동홈(135)의 길이 방향을 따라서는 일정 범위 내에서 허용되나, 돌기(142)의 원주방향운동, 즉 피스톤(120)을 축으로 한 습동부재(140)의 회전운동은 제한된다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 습동부재 가이드(150)는 습동부재(140)의 외측을 감싸는 형태로 구비되고, 돌기(142)가 관통 배치되도록 절개된 절개부(155)를 포함한다. 따라서, 습동부재(140)의 이동에 따른 돌기(142)의 움직임은 절개부(155)에 의해 한정된 공간 내에서 주로 이루어진다.
절개부(155)는 습동부재 가이드(150)의 원주방향을 따라 연장된다. 절개부(155)는 돌기(142)를 사이에 두고 양쪽으로 각각 형성되어 외조(22)의 진동에 따라 돌기(142)를 일방향(예를들어, 하방향)으로 이동시키는 제 1 경계(155a)와, 반대방향(예를들어, 상바향)으로 이동시키는 제 2 경계(155b)를 포함한다. 제 1 경계(155a)와 제 2 경계(155b) 사이의 거리는 원주방향을 따라 가변될 수 있다. 다만, 외조(22)의 진동량이 작은 경우에는 습동부재 가이드(150)의 변위 역시 작기 때문에, 돌기(142)와 제 1 경계(155a) 또는 제 2 경계(155b) 사이에 충돌이 일어나지 않을 수 있다. 이 경우, 습동부재(140)는 고정되고 습동부재 가이드(150)만 이동되어야 하며, 이를 위해, 습동부재 가이드(150)와 습동부재(140) 사이의 마찰력이 습동부재(140)와 피스톤(120) 사이의 마찰력 보다 작은 것이 바람직하다.
한편, 습동부재(140)는 외조(22)의 진동에 따라 실린더(130)과 함께 이동되는 습동부재 가이드(150)에 의해 이동되고, 이때 각 회전 위치에서 돌기(142)와 접촉되는 제 1 경계(155a)와 제 2 경계(155b) 사이의 거리에 따라서, 돌기(142)에 대한 습동부재 가이드(150)의 상대 변위의 최대 허용값이 정해진다.
외조(22)이 진동에 따라 습동부재(140)와 습동부재 가이드(150) 간에 상대적인 변위가 발생할 시, 습동부재 가이드(150)에 대한 돌기(142)(또는 습동부재(140))의 상대적인 위치를 기준으로 돌기(142)의 상대 변위를 정의하고 그에 따라 설명될 수 있다. 이러한 정의에 의하면, 제 2 회전위치에서 허용되는 돌기(142)의 상대 변위는 제 1 회전 위치에서 허용되는 상대 변위 보다 크며, 제 1 회전 위치에서 습동부재 가이드(150)에 의해 돌기(142)가 구속되는 경우 돌기(142)에 대한 습동부재 가이드(150)의 상대 변위는 0이 된다.
외조(22)이 진동에 따라 습동부재 가이드(150)가 왕복될 시, 제 2 회전 위치에서 돌기(142)와 제 1 경계(155a)가 만나는 지점(P2)과, 돌기(142)와 제 2 경계(155b)가 만나는 지점(P2') 간의 거리가, 제 1 회전 위치에서 돌기(142)와 제 1 경계(155a)가 만나는 지점(P1)과 돌기(142)와 제 2 경계(155b)와 만나는 지점(P1' 사이의 거리보다 크다. 여기서, 주의할 것은 본 실시예에서 돌기(142)는 제 1 회전 위치에서 구속홈(155c)에 의해 그 움직임이 구속되나, 제 1 회전 위치가 반드시 그에 한정되는 것은 아니라는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치는 서로에 대해서 상대적인 관계로 정의된다. 따라서, 제 1 회전 위치는 습동부재(140)에 대한 습동부재 가이드(150)의 허용가능한 최대 상대 변위가 제 2 회전 위치에서 보다 작은 범위 내에서 정의되면 족하고, 실질적으로 상대 변위가 0이 되는 경우도 포함한다.
절개부(155)는 습동부재(140)와 습동부재 가이드(150)의 조립 또는 분해 시, 돌기(142)가 삽입 또는 이탈될 수 있도록 돌기 삽입로(157)가 형성될 수 있다. 돌기(142)의 삽입이 이루어지도록 소정의 간격을 두고 형성되는 돌기 삽입로(157)의 양측변 중 어느 하나, 즉 삽입로 경계(155d)는 제 1 경계(155a)로부터 연장된다.
한편, 제 1 경계(155a) 또는 제 2 경계(155b)는 서로 다른 기울기를 갖는 인접하는 구간들을 포함할 수 있다. 제 1 경계(155a)를 따라 돌기 삽입로(157) 측에서 구속홈(155c)측으로 진행하는 중에 접선의 기울기가 변하는 변환점(P3)을 포함할 수 있고, 변환점(P3)을 기준으로 제 1 기울기(a1)에서 제 2 기울기(a2)로의 변환이 이루어질 수 있다. (a1<a2) 돌기(142)가 구속홈(155c)으로부터 퇴출되는 과정에서, 예를들어 제 1 회전 위치에서 제 2 회전 위치로의 전환이 이루어질 시, 바로 제 1 기울기(a1)를 갖는 구간으로 진입하지 않고, a1보다 완만한 기울기를 갖는 구간을 거치기 때문에, 돌기(142)의 이동변위가 a1의 기울기 구간에서 보다 상대적으로 좁아, 회전 위치의 전환 초기에 돌기(142)의 변위가 급속하게 증가되지 않도록 적절한 범위내로 제한할 수 있고, 따라서 돌기(142)와 절개부(155) 간의 충격을 완화하고 충격 소음을 줄일 수 있다.
삽입로 경계(155d)와 제 1 경계(155a)는 모두 절개부(155)의 경계를 이루는바, 양자 사이를 구분할 필요가 있으며, 각각의 경계는 다음과 같이 정의될 수 있다. 즉, 외조(22)가 진동하는 중에 습동부재 가이드(150)를 제 1 회전 위치로부터 제 2 회전 위치에 이르도록 점점 회전시키면, 일정 회전 각도 범위 내에서는 돌기(142)의 변위가 제 1 경계(155a)와 제 2 경계(155b) 내로 제한된다. 그러나, 습동부재 가이드(150)의 회전이 계속 지속되면 어느 순간 부터는 돌기(142)가 제 1 경계(155a)와 충돌되지 않고, 돌기 삽입로(157) 상에 위치하게 된다. 돌기(142)가 돌기 삽입로(157) 상에 위치한 상태에서 제 2 경계(155b)에 의해 상측으로 밀어 올려질 시, 습동부재(140)이 변위가 제한되지 않는다면, 돌기(142)가 돌기 삽입로(157)를 통해 외부로 이탈될 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 돌기 삽입로(157) 내에서의 돌기(142)의 이동은 습동부재(140)의 상단이 실린더(130)와 충돌함으로써 인해 제한되도록 함이 바람직하다. 이러한 관점에서, 돌기(142)의 변위가 실린더(130)와 습동부재(140) 간의 충돌에 의해 제한 되는 구간에서의 삽입로(157)의 일측 경계를 삽입로 경계(155d)라고 정의한다. 돌기(142)와의 충격을 고려하여, 삽입로 경계(155d)로부터 제 1 경계(155a)까지 접선의 기울기는 연속적으로 변하는 것이 바람직하다. 도 5b는 삽입로 경계(155d)와 제 1 경계(155a) 사이에 곡률 반경 R을 갖는 구간이 형성됨을 보여준다.
도 4를 참조하면, 완충장치(100)는 습동부재(140)가 회전되도록 완충제어모터(160)의 구동력을 전달하는 적어도 하나의 기어를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 기어는 완충제어모터(160)에 의해 회전되는 구동기어(162)와, 습동부재 가이드(150)의 외주면을 따라 형성되어, 구동기어(162)의 회전에 대응하여 회전되는 종동기어(152)를 포함할 수 있다. 구동기어(162)와 종동기어(152) 사이의 기어비(gear ratio)는 2:1일 수 있고, 이는 곧 구동기어(162)가 2회전 될 시 종동기어(152)가 1회전함을 의미한다. 여기서, 구동기어(162)는 완충제어모터(160)와 동일한 rpm으로 회전되는 것이고, 종동기어(152)는 습동부재 가이드(150)와 동일한 rpm으로 회전되는 것으로 정의하였으며, 실시예에 따라 구동기어(162)와 종동기어(152) 사이에도 기어 등의 동력전달수단이 더 구비될 수 있음은 물론이다.
실린더(130)에는 습동부재 가이드(150)에 형성된 종동기어(152)가 실린더(130) 외부로 노출될 수 있도록 기어 노출구(138)가 형성될 수 있다. 이 경우, 종동기어(152)는 기어 노출구(138)를 통해 노출된 부분이 종동기어(152)와 치합된다.
실린더(130)는 내측으로 습동부재(140), 습동부재 가이드(150)가 용이하게 삽입될 수 있도록 일단이 충분한 넓이로 개구되어야 하고, 습동부재(140) 등의 설치 후, 개구된 일단에는 실린더 마개(113)가 결합될 수 있다. 실린더 마개(113)의 중앙부는 피스톤(120) 삽입을 위한 삽입홀이 형성된다. 도 7 내지 도 8에는 설명의 편의 측면에서 실린더(130) 내의 다른 구성들이 잘 보이도록 실린더 마개(113)가 부분적으로 절개된 셩태로 도시되어 있다. 피스톤(120)에는 실린더 마개(113)와의 결합을 위한 나사, 볼트 또는 핀 등의 체결부재가 삽입 관통되는 체결부(132)가 형성될 수 있다. 상기 체결부재는 체결부(132)를 관통하여 피스톤 마개(113)과 체결될 수 있다.
도 5a, 도 5b 및 도 6을 참조하면, 돌기(142)는 습동부재 가이드(150)에 대칭으로 한 쌍이 형성될 수 있고, 그에 대응하여 습동부재 가이드(150)에는 2 개의 절개부(155)가 형성될 수 있다. 각각의 절개부(155)는 습동부재 가이드(150)의 회전 축선(N) 상에 위치하는 중심(C, 도 5a 참조.)에 대하여 점대칭으로 배치되고, 특히, 돌기 삽입로(157)의 각 입구들는 중심(C)을 지나는 직선(L)상에 배치될 수 있다.
습동부재(140)에는 외주면(141)을 따라 부분적으로 돌출되어 습동부재 가이드(150)의 내주면과 접촉을 유지하는 마찰접촉면(143)을 포함할 수 있다. 이 경우, 습동부재(140)와 습동부재 가이드(150) 사이의 마찰력은 마찰접촉면(143) 사이로 한정된다. 이러한 구조는, 습동부재(140)가 습동부재 가이드(150) 내에서 흔들리지 않고 안정적으로 지지될 수 있도록 하면서도, 습동부재(140)와 습동부재 가이드(150) 사이에 작용하는 마찰력은 일정 수준 내에서 제한한다. 따라서, 습동부재 가이드(150)가 제 1 회전 위치에 있을 시, 습동부재(140)는 습동부재 가이드(150) 내에서 비교적 자유롭게 이동될 수 있다. 마찰접촉면(143)은 습동부재(140)의 외주면에서 양쪽으로 각각 형성될 수 있으며, 습동부재(140)의 안정적인 지지를 위해서 서로 대칭적으로 배치되는 것이 바람직하다.
특히, 습동부재 가이드(150)의 임의의 회전 위치에서 제 1 경계와 제 2 경계는 마찰접촉면(143) 상에 위치되는 것이 바람직하다. 이 경우, 마찰접촉면(143)의 길이가 제 1 경계(155a)와 제 2 경계(155b) 사이의 거리보다 길어, 마찰접촉면(143)과 습동부재 가이드(150)가 항시 접촉을 유지할 수 있다.
도 7은 습동부재 가이드가 제 1 회전 위치에 있는 상태에서의 완충장치의 절개도이다. 도 8은 습동부재 가이드가 제 2 회전 위치에 있는 상태에서의 완충장치의 절개도이다. 이하, 도 7 내지 도 8을 참조하여, 외조(22) 진동 상태에 따른 완충장치(100)의 작동을 살펴본다.
본원 발명에서 습동부재 가이드(150)는 외조(22)의 진동량에 따라 회전 위치가 제어될 수 있다. 일반적으로 주기운동을 하는 물체의 진동 제어에 있어서, 물체의 진동량이 큰 영역에서는 진동 에너지를 흡수하여 진동을 감쇠시킬 필요가 있는데 반하여, 물체가 운동이 정상상태에 이르러 진동량이 허용치 내인 경우에 이러한 상태가 유지되도록 물체의 자유도를 확보하는 것이 바람직함은 널리 알려진 사실이다. 제 1 회전 위치는 외조(22)의 진동이 상당한 정도에 이르는 경우에, 이러한 진동을 감쇠하기 위해 습동부재 가이드(150)의 회전이 제어되는 위치로, 제 1 회전 위치에서는 돌기(142)가 구속홈(155c) 내에 삽입될 수 있다. 이 경우 습동부재 가이드(150)와 습동부재(140)가 일체로서 이동되며, 습동부재(140)와 피스톤(120) 사이에 작용하는 마찰력에 의해 진동이 감쇠된다.
반대로 제 2 회전 위치는 제 1 회전 위치에서와 비교하여, 습동부재 가이드(150)가 자유롭게 이동될 수 있도록 습동부재 가이드(150)이 회전이 제어되는 위치로, 정상상태와 같이 외조(22)의 진동이 미미한 경우에는 습동부재(140)는 고정되고, 습동부재 가이드(150) 만이 이동된다. 여기서, 제 2 위치에서도 외조(22)의 진동량에 따라서는 습동부재 가이드(150)에 의해서 습동부재(150)가 이동될 수 있으나, 이 경우에도 제 1 경계(155a)와 제 2 경계(155b) 사이의 간격(예를들어, 도 6의 P2와 P2' 사이의 거리)을 고려할 시, 습동부개 가이드(150)의 왕복 운동 구간 중의 상당 부분은 돌기(142)와의 간섭이 없이 이루어질 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 세탁물 처리기기의 구성들 간의 제어관계를 도시한 블록도이다. 도 9를 참조하면, 본 실시예에서는 내조(24)가 회전되는 구간 중에 외조(22)의 진동이 일정수준 이상으로 발생하는 구간에서는, 습동부재(140)와 피스톤(120) 간에 작용하는 마찰작용을 통해 진동이 흡수되도록 습동부재 가이드(150)를 제 1 회전 위치로 제어하고, 반대로 외조(22)의 진동이 일정수준 이상인 경우에는 습동부재 가이드(150)가 비교적 자유롭게 이동될 수 있도록 제 2 회전 위치로 제어한다. 이때, 습동부재 가이드(150)의 회전 위치는 제어부(172)의 완충제어모터(160) 제어를 통해 이루어질 수 있다.
습동부재 가이드(150)가 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 전환 동작되는 중에, 외조(22)의 진동에 따라 습동부재 가이드(150)가 실린더(130)와 함께 이동되고, 그에 따라 습동부재(140)도 함께 이동된다. 이때, 습동부재(140)는 제 1 경계(155a)에 의해 하방으로 이동되고, 제 2 경계(155b)에 의해 상방으로 이동된다.
실시예에 따라서는 외조(22)의 진동량을 측정하는 진동 감지부(미도시)가 더 구비될 수도 있으며, 예를 들어, 이러한 진동 감지부는 내조(24) 회전에 따른 구동부(13) 출력값 변화를 감지하는 출력 감지 센서, 진동에 따른 외조(22)의 변위를 측정하는 변위 감지 센서 등으로 구현될 수 있다. 또한, 실시예에 따라서는 내조(24)의 회전속도 변화를 검출하는 속도 검출부(171)를 더 포함할 수 있으며, 제어부(172)는 속도 검출부(161)에 의해 검출된 회전속도에 따라 완충제어모터(160)의 작동을 제어하여, 습동부재 가이드(150)의 회전을 제어한다.
특히, 통상적으로 세탁물 처리기기는 내조(24)의 회전속도에 따라 어느 정도 예측 가능한 패턴의 진동특성을 보이는데, 예를 들어 외조(22)의 고유 진동수에 따라 특정한 회전 속도 구간에서는 외조(22)의 공진이 발생한다. 이러한 구간을 공진속도 구간이라고 정의하면, 공진속도 구간을 회피한 소정의 속도 구간에서 내조(24) 내 수용된 포의 분산을 위해, 또는 내조(24) 내에서의 포의 배치 상태에 따라 유발되는 편심 제거를 위해, 특정패턴으로 내조(24)를 회전시키는 포 분산 또는 편심량 제거 운전을 수행한다. 이러한 운전 과정을 통해 내조(24) 내 포의 배치 상태가 어느 정도 균형을 이루게 되면, 내조(24)의 회전속도를 상승시켜 탈수를 수행한다. 본 실시예에서는 공진속도 이상의 값을 갖는 설정속도(약 400rpm)를 기준으로, 습동부재 가이드(150)의 회전 위치가 제어된다. 즉, 내조(24)의 회전속도가 상기 설정속도보다 낮은 구간에서는 진동감쇠를 위해 습동부재 가이드(150)가 제 1 회전 위치에 오도록 제어되고, 상기 설정속도보다 높은 구간에서는 습동부재 가이드(150)가 돌기(142)의 간섭 없이 이동될 수 있는 충분한 구간(이는 곧 제 2 회전 위치에서 돌기(142)가 절개부 내에서 최대로 이동할 수 있는 거리이기도 하다.)을 확보하기 위해, 습동부재 가이드(150)가 제 2 회전 위치에 오도록 제어된다.
특히, 내조(24)의 회전속도에 따라 습동부재 가이드(150)가 제 1 회전 위치 또는 제 2 회전 위치로 선택적으로 전환되는 것도 가능하나, 실시예에 따라서는 습동부재 가이드(150)의 회전 위치가 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 다양하게 설정되도록 제어되는 것도 가능하다.
또한, 이상의 설명에서, 내조(22)가 정상상태의 회전을 하는 구간에서 습동부재 가이드(150)가 제 2 회전 위치로 제어될 시, 외조(22)이 진동량에 따라서는 습동부재 가이드(150)의 이동 변위가 동 회전 위치에서의 제 1 경계(155a)와 제 2 경계(155b) 사이의 거리, 예를 들어 도 5b에 도시된 P2와 P2'사이의 거리보다 작은 경우에는 절개부(155)와 돌기(142) 간의 충돌이 일어나지 않으며, 이 경우 습동부재 가이드(150)가 소정의 진동 변위 내에서 돌기(142)와의 간섭없이 자유롭게 이동될 수 있다.
도 10은 실린더(130)를 절개하여 도시한 것이다. 도 10을 참조하면, 습동부재 가이드(150)는 실린더(130)의 내주면과의 접촉을 통해 지지될 수 있다. 실린더(130)는 내주면으로부터 부분적으로 돌출 형성된 적어도 하나의 지지면을 포함할 수 있다. 이러한 지지면은, 습동부재 가이드(150)의 양측 종단부분들과 각각 접촉되는 제 1 지지면(136a) 및 제 2 지지면(136b)을 포함할 수 있다. 습동부재 가이드(150)의 외주면이 전체적으로 실린더(130)의 내주면과 접촉되는 것이 이니라, 상기 적어도 하나의 지지면에 의해 부분적으로 접촉되기 때문에 마찰을 줄일 수 있고, 습동부재 가이드(150)이 회전 위치가 변하는 전환 동작이 보다 원활하게 이루어 질 수 있다.
한편, 실린더(130)의 내측에는, 습동부재(140)의 돌기가 습동부재 가이드(150)의 돌기 삽입로(157) 내측에 위치하면서 이동될 시, 습동부재(140)의 상단과 부딪치므로써 습동부재(140)의 이동 가능한 최대 변위를 제한하는 제한면(139, 도 3 및 도 11을 참조.)이 형성될 수 있다. 특히, 제한면(139)은 돌기(142)가 이동홈(135)의 종단에 닿기 전에 습동부재(140)의 종단과 접촉됨으로써 돌기(142)의 이동을 제한할 수 있다.
도 11은 습동부재의 다른 실시예를 도시한 것이다. 도 11을 참조하면, 습동부재(140')의 상단에는 실린더(130)에 형성된 제한면(139)과 충돌이 이루어지는 부분에 요철(148)이 형성될 수 있다. 습동부재(140')의 상단이 균일한 면의로 형성되는 경우에 비해, 제한면(139)과 충돌되는 면적을 줄일 수 있어, 충격 소음을 저감할 수 있는 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (29)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱 내에 지지되는 외조;
    상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되는 내조; 및
    일단이 상기 케이싱과 연결되고 타단이 상기 외조와 연결되어 상기 내조의 회전에 의해 유발되는 상기 외조의 진동을 완충하는 완충장치를 포함하고,
    상기 완충장치는,
    상기 케이싱 및 외조 중 어느 하나에 연결되는 실린더; 및
    상기 케이싱 및 외조 중 다른 하나와 연결되는 피스톤을 포함하고,
    상기 실린더와 상기 피스톤은 상기 외조의 운동에 따라 서로 상대적으로 이동되고,
    상기 피스톤을 따라 습동 가능하게 구비되는 습동부재; 및
    상기 외조의 진동에 따라 상기 실린더와 함께 이동되고, 상기 실린더와 상기 습동부재 사이에 개재되어 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 회전이 가능하게 구비되고, 상기 외조의 진동에 따라 이동될 시, 상기 제 1 회전 위치에서 보다 상기 제 2 회전 위치에서 상기 습동부재에 대해 더 큰 변위 갖는 습동부재 가이드를 더 포함하고,
    상기 습동부재 가이드는,
    상기 제 1 회전 위치로부터 상기 제 2 회전 위치로 회전되는 중에 상기 습동부재에 대해 허용되는 최대 변위가 점점 커지는 세탁물 처리기기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 습동부재는 외주면에서 돌출 형성된 돌기를 포함하고,
    상기 습동부재 가이드는,
    원주방향을 따라 연장되어, 내측으로 상기 돌기가 관통 배치되는 절개부를 포함하고,
    상기 절개부는,
    상기 돌기를 사이에 두고 양쪽으로 각각 형성되어 상기 외조의 진동에 따라 상기 돌기를 일방향으로 이동시키는 제 1 경계와, 반대방향으로 이동시키는 제 2 경계를 포함하고,
    상기 제 1 경계와 제 2 경계 사이의 거리는 원주방향을 따라 가변되는 세탁물 처리기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌기에 대한 상기 습동부재 가이드의 상대 변위는, 상기 제 1 경계와 제 2 경계 사이 거리에 의해 제한되는 세탁물 처리기기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 돌기는,
    상기 제 1 회전 위치에서 상기 제 1 경계와 상기 제 2 경계 사이에서 구속되는 세탁물 처리기기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 완충장치는,
    구동력을 제공하는 완충제어모터를 더 포함하고,
    상기 습동부재 가이드는,
    상기 완충제어모터에 의해 회전되는 세탁물 처리기기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 습동부재가 회전되도록 상기 완충제어모터의 구동력을 전달하는 적어도 하나의 기어를 포함하는 세탁물 처리기기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 기어는,
    상기 완충제어모터에 의해 회전되는 구동기어;
    상기 습동부재 가이드의 외주면을 따라 형성되어, 상기 구동기어의 회전에 대응하여 회전되는 종동기어를 포함하고,
    상기 구동기어와 종동기어 사이의 기어비(gear ratio)는 2:1 인 세탁물 처리기기.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 완충제어모터는
    상기 내조의 회전 속도에 따라 구동되는 세탁물 처리기기.
  14. 제 4 항에 있어서,
    상기 습동부재는,
    외주면을 따라 부분적으로 돌출되어 상기 습동부재 가이드의 내주면과 접촉되는 마찰접촉면을 포함하는 세탁물 처리기기.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 습동부재 가이드의 임의의 회전 위치에서, 상기 제 1 경계와 상기 제 2 경계는 상기 마찰접촉면 상에 위치되는 세탁물 처리기기.
  16. 제 4 항에 있어서,
    상기 습동부재 가이드 내측으로 상기 습동부재가 설치될 수 있도록, 상기 습동부재 가이드의 종단에는 상기 돌기의 삽입이 이루어지는 돌기 삽입로가 형성되는 세탁물 처리기기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 돌기 삽입로의 일측 경계는 상기 제 1 경계와 연결되되, 접선의 기울기가 연속적으로 변하도록 연결되는 세탁물 처리기기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 습동부재 가이드는,
    상기 내조의 회전 속도에 따라 상기 제 1 회전 위치 및 상기 제 2 회전 위치 중 어느 하나로 전환되는 세탁물 처리기기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 습동부재 가이드는,
    상기 내조의 회전속도가 설정 속도 이상이면, 상기 제 1 회전 위치로부터 상기 제 2 회전 위치로 전환되는 세탁물 처리기기.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 설정 속도는,
    상기 내조의 공진속도 이상의 값을 갖는 세탁물 처리기기.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 내조의 설정속도는 400rpm인 세탁물 처리기기.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 습동부재 가이드는,
    상기 외조의 진동량에 따라 상기 제 1 회전 위치로부터 상기 제 2 회전 위치로 전환되는 세탁물 처리기기.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 외조의 진동량을 감지하는 진동 감지부를 더 포함하는 세탁물 처리기기.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 습동부재 가이드는 테프론 재질인 세탁물 처리기기.
  25. 케이싱;
    상기 케이싱 내에 지지되는 외조;
    상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되는 내조; 및
    일단이 상기 케이싱과 연결되고 타단이 상기 외조와 연결되어 상기 내조의 회전에 의해 유발되는 상기 외조의 진동을 완충하는 완충장치를 포함하고,
    상기 완충장치는,
    상기 케이싱 및 외조 중 어느 하나에 연결되는 실린더; 및
    상기 케이싱 및 외조 중 다른 하나와 연결되는 피스톤을 포함하고,
    상기 실린더와 상기 피스톤은 상기 외조의 운동에 따라 서로 상대적으로 이동되고,
    상기 피스톤을 따라 습동 가능하게 구비되는 습동부재; 및
    상기 실린더와 상기 습동부재 사이에 개재되어 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 회전이 가능하게 구비되고, 상기 외조의 진동에 따라 이동될 시, 상기 제 1 회전 위치에서 보다 상기 제 2 회전 위치에서 상기 습동부재에 대해 더 큰 변위 갖는 습동부재 가이드를 더 포함하고,
    상기 실린더는,
    내주면으로부터 부분적으로 돌출되어 상기 습동부재 가이드와 면접촉되며 상기 습동부재 가이드를 지지하는 적어도 하나의 지지면을 포함하는 세탁물 처리기기.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지지면은,
    서로 이격 배치되는 제 1 지지면과 제 2 지지면을 포함하고,
    상기 제 1 지지면과 제 2 지지면 사이에서는 상기 습동부재 가이드와 상기 실린더와의 사이가 이격되는 세탁물 처리기기.
  27. 케이싱;
    상기 케이싱 내에 지지되는 외조;
    상기 외조 내에 회전 가능하게 구비되는 내조; 및
    일단이 상기 케이싱과 연결되고 타단이 상기 외조와 연결되어 상기 내조의 회전에 의해 유발되는 상기 외조의 진동을 완충하는 완충장치를 포함하고,
    상기 완충장치는,
    상기 케이싱 및 외조 중 어느 하나에 연결되는 실린더; 및
    상기 케이싱 및 외조 중 다른 하나와 연결되는 피스톤을 포함하고,
    상기 실린더와 상기 피스톤은 상기 외조의 운동에 따라 서로 상대적으로 이동되고,
    상기 피스톤을 따라 습동 가능하게 구비되는 습동부재; 및
    상기 실린더와 상기 습동부재 사이에 개재되어 제 1 회전 위치와 제 2 회전 위치 사이에서 회전이 가능하게 구비되고, 상기 외조의 진동에 따라 이동될 시, 상기 제 1 회전 위치에서 보다 상기 제 2 회전 위치에서 상기 습동부재에 대해 더 큰 변위 갖는 습동부재 가이드를 더 포함하고,
    상기 습동부재는 외주면에서 돌출 형성된 돌기를 포함하고,
    상기 습동부재 가이드는,
    원주방향을 따라 연장되어, 내측으로 상기 돌기가 관통 배치되는 절개부를 포함하고,
    상기 절개부는,
    상기 돌기를 사이에 두고 양쪽으로 각각 형성되어 상기 외조의 진동에 따라 상기 돌기를 일방향으로 이동시키는 제 1 경계와, 반대방향으로 이동시키는 제 2 경계를 포함하고,
    상기 제 1 경계와 제 2 경계 사이의 거리는 원주방향을 따라 가변되고,
    상기 실린더는,
    상기 돌기가 이동 가능하게 삽입되고, 상기 외조의 진동에 따른 상기 돌기의 직선 운동은 허용하되, 회전 운동은 제한하도록 형성된 이동홈을 포함하는 세탁물 처리기기.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 실린더는,
    상기 돌기가 상기 이동홈의 종단에 닿기 전에 상기 습동부재의 종단과 접촉됨으로써 상기 돌기의 이동을 제한하는 제한면을 포함하는 세탁물 처리기기.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 습동부재는,
    상기 제한면과 닿는 부분에 요철이 형성된 세탁물 처리기기.
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